模擬運算電路（三）

本文格式為Word版，下載可任意編輯——模擬運算電路（三）試驗五模擬運算電路（三）

一、試驗?zāi)康?/p>

1、了解運算放大器的主要直流參數(shù)（輸入失調(diào)電壓、輸入偏置電流、輸入失調(diào)電流、溫度

漂移、共模抑制比，開環(huán)差模電壓增益、差模輸入電阻、輸出電阻等）、交流參數(shù)（增益帶寬積、轉(zhuǎn)換速率等）和極限參數(shù)（最大差模輸入電壓、最大共模輸入電壓、最大輸出電流、最大電源電壓等）的基本概念。

2、熟練把握運算放大電路的故障檢查和排除方法，以及輸入阻抗、輸出阻抗、增益、幅頻

特性、傳輸特性曲線的測量方法。

二、試驗原理

三、預(yù)習(xí)思考

1、查閱741運放的數(shù)據(jù)手冊，自擬表格記錄相關(guān)的直流參數(shù)、交流參數(shù)和極限參數(shù)，解釋

參數(shù)含義。參數(shù)名稱直輸入?yún)?shù)值參數(shù)意義及設(shè)計時應(yīng)當(dāng)如何考慮流參數(shù)失調(diào)電壓VIO輸入偏置電流IIB輸入失調(diào)電流IIO失調(diào)電壓溫漂αVIO共模抑制比KCMR開環(huán)差模電壓增益AVD輸出電壓擺幅VOM差模輸入電阻RID輸出電阻RO交流參數(shù)增益帶寬積G.BW轉(zhuǎn)換速率SR最大差模極限參數(shù)輸入電壓VIOR最大共模輸入電壓VICR最大輸出電流IOS最大電源電壓VSR2、根據(jù)教材24頁試驗內(nèi)容4的指標(biāo)要求（指標(biāo)要求以本節(jié)試驗部分修改的為準），設(shè)計電

路并確定元件參數(shù)，同時估算該電路的最大不失真輸出電壓范圍，下限頻率、上限頻率，并和雙電源供電的比例運算電路做一個簡單的比較。答：

四、試驗內(nèi)容

1、23頁試驗內(nèi)容1，具體內(nèi)容改為：

(I)圖5-1電路中電源電壓±15V，R1=10kΩ，RF=100kΩ，RL＝220Ω，RP＝10k//100kΩ。按

圖連接電路，測量最大不失真輸出電壓，并和試驗一數(shù)據(jù)進行比較，分析數(shù)據(jù)不同的原因。（提醒：考慮運算放大器的最大輸出電流）負載正電源電壓（V）正最大不失真輸出電壓（V）負電源電壓（V）負最大不失真輸出電壓（V）RL=100KΩ1514.0-15-13.0RL=220Ω（改為196）無擴流154.4-15-4.6有擴流1513.6-15-12.2RL=100KΩ,最大不失真電壓對比：

RL=196Ω,最大不失真電壓對比（無擴流）：

RL=196Ω,最大不失真電壓對比（有擴流）：

試驗結(jié)果分析：

(II)將電路改成下圖所示，這樣可以通過三極管實現(xiàn)擴流，將輸出電流由運放的25mA

增加到500mA，重復(fù)（I）的試驗，并對試驗數(shù)據(jù)進行比較和分析（本內(nèi)容可以選做）

100k+VCCVi10k310k//100k27641-VEE-VEE5220+VCC－+9013

(III)保持Vi＝0.1V不變，改變輸入信號的頻率，在輸出不失真的狀況下，測出上限頻率

fH并記錄此時的輸入輸出波形，測量兩者的相位差，并做簡單分析。1）輸入輸出波形圖

2）

上限頻率fH(KHz)883）試驗結(jié)果分析：

(IV)將輸入正弦交流信號頻率調(diào)到前面測得的fH，逐步增加輸入信號幅度，觀測輸出波

形，直到輸出波形開始變形（看起來不象正弦波了），記錄該點的輸入、輸出電壓值，根據(jù)轉(zhuǎn)換速率的定義對此進行計算和分析，并和手冊上的轉(zhuǎn)換速率值進行比較。1）輸入輸出波形圖

t(μs)7.6相位差T(μs)11.6Φ=t/T×360o滯后235.9

2）頻率883）試驗結(jié)果分析：

(V)輸入信號改為占空比為50%的雙極性方波信號，調(diào)整信號頻率和幅度，直至輸出波

形正好變成三角波，記錄該點輸出電壓和頻率值，根據(jù)轉(zhuǎn)換速率的定義對此進行計算和分析（這是較常用的測量轉(zhuǎn)換速率的方法，此項內(nèi)容選做）1）輸入輸出波形圖二張圖對比：

輸入信號ViPP0.450輸出信號VOPP3.12dVO/dt0.55

2）頻率133）試驗結(jié)果分析：

(VI)RF改為10kΩ，自己計算RP的阻值，重復(fù)（III）（IV）。列表比較前后兩組數(shù)據(jù)的差

別，從反相比例放大器增益計算、增益帶寬積等角度對之進行分析。并總結(jié)在高頻應(yīng)用中該如何綜合考慮增益帶寬積和轉(zhuǎn)換速率對電路性能的影響。重復(fù)（III）：保持Vi＝0.1V不變，改變輸入信號的頻率，在輸出不失真的狀況下，測出上限頻率fH并記錄此時的輸入輸出波形，測量兩者的相位差，并做簡單分析。1）輸入輸出波形圖

輸入信號ViPP5.36輸出信號VOPP27.6dVO/dt0.717

2）此時Rp=，上限頻率fH(KHz)6503）試驗結(jié)果分析：

重復(fù)（IV）：1）輸入輸出波形圖

t(μs)1.06相位差T(μs)1.54Φ=t/T×360o滯后247

2）頻率6503）試驗結(jié)果分析：

2、24頁試驗內(nèi)容4，具體內(nèi)容改為：

(I)設(shè)計一個單電源交流放大器，輸入電壓≤1V，Avf=5，fL≤10Hz，fH≥100kHz，輸入電

阻大于100kΩ，輸出電阻小于100Ω。（帶寬設(shè)計時可參考單級放大器試驗）1）設(shè)計圖

2）設(shè)計過程

(II)測量并記錄V+、V-、Vo的值；V+7.47V-7.54Vo7.53輸入信號ViPP1012輸出信號VOPP0.516dVO/dt0.671(III)在輸入端參與0.1V、1kHz的正弦交流信號，觀測并記錄輸入輸出波形，測量Vo

值，計算Avf；1）輸入輸出波形圖

2）Vipp0.104Vopp0.56Avf5.4(IV)用示波器觀測C3兩端波形（示波器輸入耦合方式置于“DC〞檔），分析直流分量；1）C3之前波形

2）C3之后波形

3）試驗結(jié)果分析